干貨講堂 | 斷路器控制回路斷線分析

發(fā)布時(shí)間：2024-12-16 13:14:20人氣：

斷路器控制回路斷線分析

斷路器控制回路是電力系統(tǒng)重要的組成部分，它能夠在電力系統(tǒng)故障發(fā)生時(shí)及時(shí)切斷故障點(diǎn)，保護(hù)設(shè)備和人身安全。但由于各種原因，控制回路可能會(huì)出現(xiàn)斷線的情況。下面我們將從斷路器控制回路的基本構(gòu)成、斷線的原因和處理方法三個(gè)方面來分析和探討這一問題。

典型控制回路

1.基本跳合閘回路

斷路器控制回路的簡化跳、合閘原理圖如圖1所示，其中+KM和-KM代表正、負(fù)電源，DL為斷路器輔助觸點(diǎn)，HQ、TQ分別為合、跳閘線圈。（注意：為了方便理解，將手合/遙合/重合閘動(dòng)作接點(diǎn)在圖中簡化為同一個(gè)合閘出口接點(diǎn)，手跳/遙跳/保護(hù)跳類似。）

假定斷路器在合閘狀態(tài)，斷路器輔助接點(diǎn)DL常開接點(diǎn)閉合。當(dāng)保護(hù)裝置發(fā)跳閘命令，跳閘出口接點(diǎn)閉合，通過正電源→跳閘出口接點(diǎn)→DL→TQ→負(fù)電源構(gòu)成回路，跳閘線圈TQ得電，斷路器跳閘。斷路器完成跳閘動(dòng)作后，DL常開接點(diǎn)斷開跳閘回路，DL常閉接點(diǎn)閉合，為下次合閘做準(zhǔn)備。斷路器合閘過程同理。

為何需要利用輔助觸點(diǎn)DL常開接點(diǎn)斷開跳閘電流：一是為了防止跳閘出口接點(diǎn)粘連造成跳閘線圈TQ燒壞（因?yàn)門Q的熱容量是按短時(shí)通電來設(shè)計(jì)的）；二是因?yàn)槿绻商l出口接點(diǎn)來斷開跳閘電流，由于接點(diǎn)的斷弧容量不夠，容易造成接點(diǎn)燒壞，這就為下一次保護(hù)跳閘（或合閘）埋下了隱患。

2.監(jiān)視回路

控制回路應(yīng)該能夠反映斷路器的位置狀態(tài)以及跳合閘回路的完整性。所以我們?cè)诨芈分性黾恿薚WJ、HWJ來監(jiān)視跳閘回路、合閘回路的完整性，如圖2中用藍(lán)色部分所示。HWJ和TWJ分別為合、分閘監(jiān)視繼電器。

當(dāng)開關(guān)在分位時(shí)，DL常閉觸點(diǎn)閉合，TWJ繼電器所在回路導(dǎo)通,TWJ動(dòng)作，在本圖下方的TWJ常開觸點(diǎn)閉合，分位指示燈點(diǎn)亮，反映斷路器在分閘位置，合閘回路完好。同理合位指示燈亮?xí)r，指示斷路器在合閘位置，跳閘回路完好。

此時(shí)有一個(gè)問題需要思考？在分閘監(jiān)視回路導(dǎo)通時(shí)，有電流流過合閘線圈HQ，會(huì)不會(huì)引起斷路器合閘誤動(dòng)作？

答案是不會(huì)的，因?yàn)樵诜珠l監(jiān)視回路中串入了限流電阻R，回路中流經(jīng)的電流會(huì)很小，低于合閘線圈HQ的啟動(dòng)電流值，因此并不會(huì)合閘。

3.跳、合閘保持回路

在分、合閘操作時(shí)，發(fā)出的遙合/遙分指令一般為幾百毫秒的高電平脈沖，為防止該脈沖在分、合閘操作結(jié)束前失效，保證分、合閘動(dòng)作完全，需要加入保持回路。簡單來說就是為了防止跳、合閘出口接點(diǎn)先于DL輔助接點(diǎn)斷開，導(dǎo)致分、合閘動(dòng)作未完成，因此增加了跳、合閘自保持回路，如圖3綠色部分所示。其中HBJ和TBJ分別代表合、跳閘保持繼電器，S1代表儲(chǔ)能彈簧的行程節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)合閘操作時(shí)，HBJ繼電器導(dǎo)通，HBJ常開觸點(diǎn)閉合，這時(shí)無論合閘出口接點(diǎn)是否斷開，合閘回路都會(huì)通過HBJ觸點(diǎn)導(dǎo)通，完成合閘操作，此時(shí)無論合閘出口接點(diǎn)是否先于DL輔助接點(diǎn)斷開，都不會(huì)影響斷路器合閘。分閘同理。

但是增加HBJ繼電器存在弊端：發(fā)出合閘命令HBJ動(dòng)作后，此時(shí)合閘回路的通斷完全由輔助接點(diǎn)DL決定，如果彈簧未儲(chǔ)能，斷路器無法正常合閘，DL常閉觸點(diǎn)就一直閉合，合閘電流一直存在，易燒毀HQ，所以要串入儲(chǔ)能彈簧的行程節(jié)點(diǎn)S1。

4.合后繼電器回路

一般斷路器分、合閘操作可分為：就地手動(dòng)、遠(yuǎn)方遙控以及保護(hù)裝置自動(dòng)控制三種方式，控制回路應(yīng)該具有區(qū)分保護(hù)裝置動(dòng)作和人為操作斷路器的功能，所以還應(yīng)加入合后繼電器（KKJ），如圖4中紅色部分。

此時(shí)我們可將圖一中簡化的出口接點(diǎn)進(jìn)行拆分：CHJ為重合閘接點(diǎn)，TJ為保護(hù)跳閘接點(diǎn)，YHJ為遙控合閘接點(diǎn)。YTJ為遙控分閘接點(diǎn)，HHJ為合后繼電器，QK為開關(guān)操作把手。

當(dāng)把手位置在遠(yuǎn)方時(shí)，③④、⑤⑥接點(diǎn)導(dǎo)通，可進(jìn)行遙控操作。

當(dāng)把手位置在就地合閘時(shí)，①②接點(diǎn)導(dǎo)通，完成就地合閘操作。

當(dāng)把手位置在就地分閘時(shí)，⑦⑧接點(diǎn)導(dǎo)通，完成就地分閘操作。

圖中的KKJ繼電器為雙位繼電器，當(dāng)手動(dòng)（遙控）合閘時(shí)，KKJ繼電器動(dòng)作，置“1”，并且始終保持直到分閘才返回；當(dāng)手分/遙分觸點(diǎn)閉合時(shí)，KKJ繼電器返回，置"0"，并且始終保持直到合閘才返回。

由于存在二極管（單向?qū)ǎ珻HJ和TJ是不會(huì)觸發(fā)KKJ繼電器的，KKJ的作用是用來判斷是正常的分合閘操作，還是故障時(shí)保護(hù)裝置的跳合閘動(dòng)作。當(dāng)正常的分合閘操作時(shí)，KKJ應(yīng)變位，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作跳合閘時(shí)，KKJ應(yīng)不變位。KKJ的常開接點(diǎn)提供給“事故總”信號(hào)以及重合閘裝置使用。

5.防跳回路

所謂防跳并不是防止“跳閘”而是防止“跳躍”。跳躍指的是由于控制開關(guān)合閘位置停留時(shí)間過長或觸點(diǎn)粘連同時(shí)線路發(fā)生永久性故障，造成斷路器不斷重復(fù)跳-合-跳-合-跳的過程。

發(fā)生跳躍會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致故障電流多次沖擊，損壞斷路器甚至爆炸。防跳回路詳見圖5中粉色部分，其中TBJV為防跳繼電器。

當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，跳閘回路中有電流流過，防跳回路中的TBJ常開觸點(diǎn)閉合，此時(shí)如果發(fā)生合閘觸點(diǎn)黏連的情況，合閘命令一直發(fā)出，那么合閘觸點(diǎn)→TBJV→TBJ這條回路導(dǎo)通，防跳電壓繼電器TBJV將會(huì)電壓自保持，自保持中的TBJV觸點(diǎn)閉合，在HBJ旁的TBJV常閉觸點(diǎn)將斷開，切斷合閘回路，防止斷路器“跳躍”。

如果跳閘期間沒有分閘命令存在，則在斷路器完成分閘后，跳閘回路被DL常開接點(diǎn)斷開，TBJ電流線圈失電，此時(shí)由于合閘接點(diǎn)一直是斷開的，不能形成TBJV電壓自保持，復(fù)歸。TBJV重新閉合，合閘回路完好，不影響下次的跳合閘。

控制回路斷線分析

1.原因分析

“控制回路斷線”信號(hào)的原理是通過跳位繼電器（TWJ）和合位繼電器（HWJ）來監(jiān)視回路完好情況。如圖6所示為跳位繼電器（TWJ）常閉觸點(diǎn)與合位繼電器（HWJ）常閉觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成信號(hào)回路。

只有合閘位置繼電器HWJ和跳閘位置繼電器TWJ同時(shí)失壓，才致使兩者常閉接點(diǎn)同時(shí)閉合，回路接通，保護(hù)報(bào)控制回路斷線信號(hào)。顯然，只有開關(guān)跳閘或合閘回路的完整性被破壞時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)這種異常情況。

值得注意的是，在遙控分合閘時(shí)會(huì)報(bào)控制回路斷線信號(hào)，結(jié)合圖4可知，合閘時(shí)，彈簧釋放能量使斷路器合閘，此時(shí)彈簧處于未儲(chǔ)能狀態(tài)，合閘回路中的彈簧儲(chǔ)能接點(diǎn)S1打開，此時(shí)TWJ所在回路斷開，TWJ失磁，同時(shí)由于斷路器還未合到位，跳閘回路中常開接點(diǎn)（DL）還是處于打開狀態(tài)，從而HWJ不能勵(lì)磁，這時(shí)TWJ與HWJ均不勵(lì)磁，便發(fā)出控回?cái)嗑€信號(hào)。當(dāng)合閘完成后，常開接點(diǎn)（DL）閉合，接通跳閘回路，HWJ勵(lì)磁，控?cái)嘈盘?hào)復(fù)歸。由于斷路器合閘過程時(shí)間很短，控?cái)嘈盘?hào)發(fā)出后即可復(fù)歸。

2.故障原因

（1）外部原因

控制電源空開跳開，或回路失去電源

手車開關(guān)電源插件沒插好或手車開關(guān)沒有推到預(yù)備位或工作

斷開器的儲(chǔ)能電源開關(guān)斷開

斷路器匯控柜內(nèi)的遠(yuǎn)/近控開關(guān)在“就地”位置

六氟化硫低氣壓閉鎖動(dòng)作

（2）分閘時(shí)控制回路異常

常閉接點(diǎn)（DL）異常

彈簧儲(chǔ)能電機(jī)的相關(guān)輔助接點(diǎn)松動(dòng)或異常導(dǎo)致彈簧儲(chǔ)能接點(diǎn)（S1）斷開

合閘線圈故障燒壞導(dǎo)致合閘回路斷線

S2接點(diǎn)由于合閘閉鎖電磁鐵故障不勵(lì)磁而不能閉合，使合閘回路斷線

合閘回路中其他電氣元件故障，導(dǎo)致合閘回路斷開

（3）合閘時(shí)控制回路異常

常開接點(diǎn)（DL）異常

分閘線圈故障燒壞導(dǎo)致分閘回路斷線

分閘回路中其他電氣元件故障，導(dǎo)致分閘回路斷開

3.故障危害

控制回路斷線的最直接的危害就是導(dǎo)致開關(guān)無法正常分合閘，分閘時(shí)保控制回路斷線說明合閘回路異常，開關(guān)無法合閘，合閘時(shí)報(bào)控制回路斷線說明分閘回路異常，開關(guān)無法正常分閘。

舉例：若某10kV母線中某條10kV線路開關(guān)合閘時(shí)報(bào)控制回路斷線，當(dāng)該線路發(fā)生故障時(shí)，雖保護(hù)發(fā)跳閘出口，但該開關(guān)并不能跳閘，這時(shí)必須由主變低后備動(dòng)作跳閘隔離故障，直接導(dǎo)致整條母線失電，擴(kuò)大了事故范圍。

控制回路斷線處理方式

1、電氣方面的原因，能根據(jù)圖紙自行查找處理的故障應(yīng)立即處置，不能查找處理的立即上報(bào)缺陷，等候檢修班現(xiàn)場處理。

2、因?yàn)閴毫档汀C(jī)構(gòu)原因出現(xiàn)控制回路斷線時(shí)，應(yīng)首先匯報(bào)調(diào)度，申請(qǐng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷、采用旁路帶線或用上一級(jí)斷路器隔離的方法停電處理。

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